美国中学化学教材ChemCom中一则案例的评析.doc

美国中学化学教材ChemCom中一则案例的评析刘德智 刘翠萍 美国中学化学教材ChemComChemistry in the Community(社会中的化学)缩写形式是在美国科学基金会的支持下，由美国化学会组织编写的旨在提高 在运输费上要多支付9 800美元。全体美国公民科学素养的高中化学教科书，是2061计划的产物，它于1988年正式出版，本文研究的是1993年第2版。该教科书在内容选择上遵从“来自学生的生活实际，来自学生的社会生活”；在内容组织上依照“从生活走向化学，从化学走向社会”。把化学知识与现代社会生活紧密联系起来，将化学学科的一些基本事实、基本概念和基本原理融合在探讨一个个社会问题中，渗透STS教育思想。全书共分：水的供应；保护我们的化学资源；石油：用于合成还是燃烧；理解食物；我们世界中的核化学；化学、空气和气候；健康：你的风险和选择；化学工业：承诺与挑战八个单元。本文从第八单元化学工业：承诺与挑战中选取一例进行评析，以求管中窥豹，希望能对我国中学化学课程中内容的设置有所启发。一、案例你决定：赞成还是反对Riverwood地区的居民将通过公民投票决定是否赞成EKS公司在他们附近建立氨产品工厂。如果你是该地居民，你将如何选择?你是怎样决定的?为了帮助解决这些问题，你可在全班级讨论，以考虑在这个地方建立工厂的利益和风险。下面是一些你或许希望考虑的因素：1积极方面(1)推动当地经济。工厂将解决当地200个工作岗位，三班轮流工作。每年将为当地增加4OO万美元收入。另外，每个工厂的工人又间接地为当地商业的另外四个人提供了工作。这十分合算，因为Riverwood地区21 000个劳动力中有7 目前是失业的。(2)农场的成本将降低。目前靠近Riverwood地区的农场需要的肥料是从200英里远的一个肥料厂用卡车运来的。这些运输的成本增加了农场主的开销，每吨肥料就增加了l4美元。每年在Riverwood地区的农场要用近700 t的肥料。(3)Riverwood地区空气质量将得到改善。天然气公司将建一条天然气管道到Riverwood氨厂。在家里使用传统的化石燃料的居民能转而使用天然气。如果Riverwood地区的11 000居民和商家都使用天然气，那么sO2 和粉尘物质将减少。(4)纳税基数将增大。Riverwood地区的氨厂将以目前商业比率纳税，为社区收入方面提供来源。2消极方面(1)氨是在高温高压的条件下生产的，伤害和事故是一个威胁。出现事故常常会引起在旁边工作的工人伤亡。因为每年都有报道，在这种工厂中每100个人中就有几个因工负伤，有时甚至是死亡。(2)氨产品具有潜在的化学危险，它在常温常压下就可以挥发出具有刺激性气味气体。用卡车装运，常常在高速公路上出现事故或在工厂里发生泄漏，这些都会对健康产生威胁。虽然发生的几率很小，但是每年都有这样的报道。(3)可能威胁到水质。在生产期间，少量的氨溶解到水中进入水系统。最终水溶液pH超过7呈碱性，这对植物生长不利，过量的这种含氨废水就会杀死snake河里的生命。(4)氨市场需求降低。肥料工业是最大的氨消费者，目前人们对在农业上使用合成肥料已经产生争论。大量使用合成肥料使一些地方粮食产量降低，因此一些农场主选择使用少量的合成肥料，故氨需求在近几年可能会降低。该工业在短期内或许因能够提高收入得以继续生产，但这个会伤害到Riverwood地区未来的经济。Riverwood地区的居民在就是否赞成建厂的投票之前有六个月的时间来权衡他们的决定。在这段时间内，许多人尽力去了解化学工业和氨厂运行方式。二、评析这样的讨论不是没有目标的漫谈，而是在一定指导下让学生得出结论的讨论。该课题意义具体体现如下几点：1案例来源真实，贴近学生生活案例选取真实发生在Riverwood地区的化学工业事件，这一事件是该地区每个人都熟知的。不是虚构的，也不是在实际社会生活中很少或不可能发生的问题，这样更能使学生将所学的化学知识与解决社会实际问题结合起来。通过解决实际问题，学生会感到所学的化学知识在现实生活中是有用处的，从而能够激发他们学习化学的兴趣，形成他们自觉学习化学的内驱力。案例起点高，综合性强2案例内容选择的起点高，能否在Riverwood地区建立化学工厂是一个复杂的、系统化的工程问题，只有化学工程专家才有资格讨论的事件。把这样重大复杂的问题拿到学校中，作为学生交流讨论的课题，可以消除学生对解决社会重大问题的神秘感，增加了学生敢于解决问题的信心。让学生及早参与到重大社会问题的讨论和决策中来，能很好地培养学生的社会参与意识和责任感。通过讨论学生能够知道，要对化学实际问题做出决策仅仅有化学学科知识是远远不够的，还必须要有经济、环境保护、工程技术等方面的知识，进而使学生形成系统的思维习惯。事实上，我们社会中许多问题的解决不是哪一门科学能单独承担的，需要综合运用多门科学知识。3案例具有层次，普适性高虽然选择的课题很大，但能让不同能力的学生都可以参与进来，满足不同水平学生的需求。能力强的学生通过自己努力探索可能给出很周密的决策过程，能力低的学生提出的方案可能有很多不周密的地方，但通过积极参与讨论也能从中得到很大的收获。即便是能力相当的学生可能也会从不同角度给出某种决策的理由。通过经常参与这样的活动，学生能够培养起权衡利弊并做出决策的能力。三、启示长期以来，由于我国的化学课程以实施学科课程为主，过分强调化学学科知识内在的逻辑性和系统性，不能很好地实现教育应培养“完整人”的目标。教材质量是关系面向21世纪进行化学课程改革成败的关键因素之一。通过对美国化学教材ChemCom内容的考察，对我们有如下启示：我国化学教材课题内容很少涉及学生生活现实问题，还停留在化学知识的层面，很难引起学生的兴趣。借鉴美国化学教材ChemCom中的做法，设置一些让学生活动的课题，结合我国的国情，可把与社会生活密切相关、公众普遍关心的问题作为学生讨论的课题。如目前我国江、河、湖泊及地下水严重污染问题，“白色污染”问题，社区化工厂利弊问题等都与化学知识有密切联系。把它们作为讨论学习的课题，不仅具有实际和现实意义，而且能引起学生的极大关注和兴趣，增加他们的责任感和使命感。应该还科学知识的本来面貌，知识来源于生活实际，化学也是如此。我国学生学习化学普遍存在脱离生活、生产实际，因而学完就忘完。因此，选择课题内容时应尽可能给予学生详细的指引性材料，引导学生系统地、多角度地思考实际问题。就像ChemCom案例中所描述的那样，要建立氨工厂，必须全面考虑它可能带来的好处(地方财政增加、解决失业等)，可能的隐患(安全问题、污染问题、经济风险等)，可能改变当地人的生活方式以及文化。系统的思维方法不仅是学生科学素养的重要方面，也是学生进行终身学习所必须具备的能力。选择一些具有开放性的、人人都能参与的课题，即便这种参与可能是不同层次的。所谓的开放不是漫无边际，让学生摸不着头脑，而是有所规定的开放。就像ChemCom中的案例“你决定：赞成还是反对”那样，给出学生进行讨论可能考虑到的因素，也就给出了规定，引导学生形成良好的思维习惯。不同学生会根据自己的理解从中选出某些作为支持自己做出决策的依据，能力强的学生可能会选择复杂的因素进行考虑，能力差的可能选择简单易理解的因素进行考虑，但是他们都会有所收获。因此，课题内容的设置应该具有层次，应体现“科学为大众”的思想，这样才能实现提高全体公民科学素养的宏伟目标。总之，ChemCom在内容设置上符合它所倡导的目标：认识到化学在他们个人和职业生涯中将扮演着十分重要的角色；利用化学知识进行思考并能就有关科学和技